氮的循环第一课时

1、普通高中课程标准实验教科书普通高中课程标准实验教科书 化学化学1（必修）（必修）第三章第三章 自然界中的元素自然界中的元素 第二节第二节 氮的循环氮的循环(第一课时）第一课时）肥城六中高一化学组肥城六中高一化学组 张丽张丽 请用化学方程式表示下列变化。并指出氧化请用化学方程式表示下列变化。并指出氧化剂和还原剂。剂和还原剂。 N2 NO NO2 NH3 HNO3联想联想质疑质疑 闪电1.闪电时空气中会发生哪些化学反应？闪电时空气中会发生哪些化学反应？2.这些反应和生成的物质对人类的生产生活有这些反应和生成的物质对人类的生产生活有什么影响？什么影响？ 在电闪雷鸣时，氮气和有关氮的化合物发在电闪雷鸣

2、时，氮气和有关氮的化合物发生了以下反应：生了以下反应：N N2 2 + O+ O2 2 = 2NO= 2NO放电放电2 2NO + ONO + O2 2 = 2NO = 2NO2 23 3NONO2 2 + H+ H2 2O = 2HNOO = 2HNO3 3 + NO+ NO变成浓度很低的硝酸，这种含硝酸的雨水落到变成浓度很低的硝酸，这种含硝酸的雨水落到地面，很快与土壤中的矿物质作用变成硝酸盐，地面，很快与土壤中的矿物质作用变成硝酸盐，成为农作物生长发育所需要的优质化肥。成为农作物生长发育所需要的优质化肥。1.氮在自然界中的存在形式 氮元素游离态游离态:N:N2 2化合态化合态: :铵盐铵盐

3、、硝酸盐、硝酸盐(KNO(KNO3 3、 NaNONaNO3 3、蛋白质、核酸、蛋白质、核酸) ) 一、氮在自然界中的循环天空地面地底N2NO NO2HNO3NH3NH3 、NH4+、 NO3硝酸盐等硝酸盐等2.2.自然界中氮的循环过程自然界中氮的循环过程二、氮循环中的重要物质二、氮循环中的重要物质1、氮气、氮气(1)氮气的物理性质 纯净的氮气通常是无色无味无毒的气体纯净的氮气通常是无色无味无毒的气体. 密度比空气略小密度比空气略小氮气在水中的溶解度很小氮气在水中的溶解度很小, ,通常状况下通常状况下,1,1体积水中只能溶解体积水中只能溶解0.020.02体积的氮气体积的氮气. . 即难溶于水

4、即难溶于水1)同O2的反应N N2 2 + O+ O2 2 = 2NO= 2NO放电放电2NO + O2 = 2NO2无色气体无色气体红棕色气体红棕色气体还原剂还原剂(2)氮气的化学性质氮气的化学性质2)氮气和氢气的反应在反应中氧化剂为 ，还原剂为 ；体现了氮气具有 性N N2 2H H2 2氧化0 00 0-3-3+1+1可逆反应可逆反应: :相同条件下相同条件下, ,能同时向正反两能同时向正反两个方向进行的反应个方向进行的反应N23H2高温、高压催化剂2NH3可逆反应的特点可逆反应的特点:可逆反应的表示方法：可逆反应的表示方法：相同条件、同时向两个方向进行相同条件、同时向两个方向进行 N2

5、O22NO放电放电N23H2高温、高压催化剂2NH3使空气中使空气中游离态的氮游离态的氮转化为转化为含氮的化合物含氮的化合物的方法叫做的方法叫做氮的固定氮的固定，简称，简称固氮固氮人工固氮：人工固氮：合成氨、仿生固氮合成氨、仿生固氮生物固氮：生物固氮：9090% %如豆科植物如豆科植物高能固氮：高能固氮：1010% %如闪电如闪电自然固氮自然固氮氮的固定氮的固定3 3、氮的固定氮的固定 课堂练习下列几种固氮方式中属于人工固氮的有下列几种固氮方式中属于人工固氮的有（ ）A. 闪电时空气中的氮气转化为一氧化氮闪电时空气中的氮气转化为一氧化氮B.豆科作物根瘤菌将氮气转化为化合态氮豆科作物根瘤菌将氮气

6、转化为化合态氮C. NO与与O2反应制备反应制备NO2D. 由由 N2与与3H2在一定条件下反应合成在一定条件下反应合成NH3D D2、NO、NO2的性质.一氧化氮的性质.flv实验探究一实验探究一: :操作：用盛有操作：用盛有NONO注射器吸入少量空气（注射器吸入少量空气（4-4-5ml)5ml)，之后用橡胶塞堵住，之后用橡胶塞堵住. . 将此注射器与将此注射器与盛盛 NONO2 2的药瓶对比。的药瓶对比。现象：药瓶中气体由无色变为红棕色。现象：药瓶中气体由无色变为红棕色。结论：结论：2NO+O2=2NO2实验探究二实验探究二: :操作：用盛有操作：用盛有NONO2 2注射器吸入一定量的水注

7、射器吸入一定量的水。然后塞。然后塞上橡皮塞，振荡上橡皮塞，振荡注射器注射器之后，再次打开橡皮塞之后，再次打开橡皮塞吸吸入一定量的空气入一定量的空气，向，向注射器内注射器内溶液中加石蕊试液溶液中加石蕊试液。现象：先红棕色现象：先红棕色无色无色,后由无色后由无色红棕红棕色色;溶液变为红色溶液变为红色结论：结论：3NO2+H2O=2HNO3+NO现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛满水的现有一试管二氧化氮，将其倒置于盛满水的水槽中，足够长的时间后，有什么现象？水槽中，足够长的时间后，有什么现象？ 试管中气体的颜色褪去试管中气体的颜色褪去, ,液面上升，剩余液面上升，剩余气体大约占试管总体积的气体大约占试

8、管总体积的1/31/3。NO与与NO2的比较的比较NONO2物理物理性质性质化学化学性质性质无色气体无色气体难溶于水，难溶于水，剧毒！剧毒！红棕色有刺激性气味红棕色有刺激性气味气体，易溶于水，气体，易溶于水，剧毒！剧毒！2NO+O2=2NO23NO2+H2O= 2HNO3+NO工业上用该原理制取硝酸工业上用该原理制取硝酸指出两个反应的氧化剂和还原剂指出两个反应的氧化剂和还原剂（1）氨的物理性质）氨的物理性质 没有颜色、有刺激性气味的气体；在标没有颜色、有刺激性气味的气体；在标准状况下，密度为准状况下，密度为0.771 g L_1，比空气轻；，比空气轻；极易溶于水且能快速溶解，在常温、常压下极易

9、溶于水且能快速溶解，在常温、常压下1体积水能溶解约体积水能溶解约700体积氨气。体积氨气。1、氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗？、氨溶解于水仅是简单的溶解过程吗？喷泉呈现红色说明了什么？喷泉呈现红色说明了什么？.氨的喷泉实验.flv练习、练习、喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在喷泉是一种常见的自然现象，其产生原因是存在压强差。压强差。如图甲为喷泉实验如图甲为喷泉实验装置。在烧瓶中充满干燥装置。在烧瓶中充满干燥气体，胶头滴管及烧杯中气体，胶头滴管及烧杯中分别盛有液体。下列组合分别盛有液体。下列组合中不可能形成喷泉的是（中不可能形成喷泉的是（ ）A、HCl和和H2O B、O2和和H2O C、

10、NH3和和H2O D、CO2和和NaOHBNH3+H2ONH3H2ONH4+OH（一水合氨）（一水合氨）3种分子：种分子：3种离子：种离子：NH3H2ONH3H2OOHNH4+H+氨水氨水一水合氨一水合氨液氨液氨分析：液氨、氨水、一水合氨三者的区别分析：液氨、氨水、一水合氨三者的区别氨气是唯一的碱性气体，能使湿润氨气是唯一的碱性气体，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝（检验氨气）的红色石蕊试纸变蓝（检验氨气）一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红一水合氨是弱碱，能使酚酞试液变红氨水是弱碱，对吗？氨水是弱碱，对吗？氨水呈弱碱性氨水呈弱碱性2、氨跟酸的反应氨跟酸的反应 NH3+HCl=NH4Cl （白烟）（白烟）NH3+HNO3=NH4NO3 （白烟）（白烟） 与挥发性的酸反应有白烟与挥发性的酸反应有白烟2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4 注意：注意：反